計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書安世奇2015

1、題目1:通用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)1、主要技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求主要技術(shù)數(shù)據(jù)：8路模擬量輸入：適配15V輸入，量程自由設(shè)定；8路輸出 控制信號：15V標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出；輸入模擬量轉(zhuǎn)換精度：0.1% ; RS232串行通訊 通口?？刂颇Ｐ停簲?shù)字PID控制算法；PID參數(shù)范圍：比例帶 Kp :1-999.9%，積分時間Ti: 1-9999秒（Ti=9999時積分切除），微分時間 Td: 0-9999秒（Td=0 時微分切除）。調(diào)節(jié)控制器使用51內(nèi)核的單片機(jī)，完成對8路模擬信號的切換、信號變換、 A/D轉(zhuǎn)換；單片機(jī)對數(shù)據(jù)處理后（含數(shù)字濾波、數(shù)值變換），送到顯示和通訊部分， 并經(jīng)PID運(yùn)算處理后通過D/A轉(zhuǎn)換器

2、輸出。經(jīng)信號變換和信號分配后輸出8路控制 信號。設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮干擾問題。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設(shè)計(jì)鍵盤、顯示接口電路；4. 設(shè)計(jì)8路模擬量輸入輸出通道；5. 設(shè)計(jì)RS232串行通訊通口；*6.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）。三、軟件設(shè)計(jì)1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫數(shù)字PID調(diào)節(jié)器軟件模塊；3. 編寫數(shù)字濾波程序；*4.編寫A/D、D/A轉(zhuǎn)換器處理程序模塊；*5.其它程序模塊

3、（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)報告，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。題目2:雙閉環(huán)直流電動機(jī)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、主要技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求主要技術(shù)數(shù)據(jù)：直流電動機(jī)（對象）的主要技術(shù)參數(shù)如下：直流電動機(jī)Ped=3kW， Ued=220v ，ned=1500r/min，電樞回路總電阻 R=2.50 歐姆，電動機(jī)回路電磁時 間常數(shù)TL=0.017s，機(jī)電時間常數(shù)TM=0.076s，電勢常數(shù) Ce=0.1352V/r min）, 晶閘管裝置放大倍數(shù)Ks=30，整流電路滯后時間 Ts=0.0017s。主要技術(shù)指標(biāo)：速度調(diào)節(jié)范圍0-1500r/min，速度控制精度0.1% （額定轉(zhuǎn)速時）， 電流過載倍數(shù)為1

4、.5倍。主要要求：直流電動機(jī)的控制電源采用PWM控制方式，在其輸入電壓為 0-5伏時可以輸出0-264伏電壓，為電機(jī)提供最大25安培輸出電流。速度檢測采用光 電編碼器，且假定其輸出的 A、B兩相脈沖經(jīng)光電隔離辨向后獲得每轉(zhuǎn) 1024個脈 沖的角度分辨率和方向信號。電流傳感器采用霍爾電流傳感器，其原副邊電流比為 1000 : 1,額定電流為50安培。采用雙閉環(huán)（速度和電流環(huán)）控制方式。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設(shè)計(jì)鍵盤、

5、顯示接口電路；4. 設(shè)計(jì)輸入輸出通道（速度反饋、電流反饋電路、輸出驅(qū)動電路等）；*5.它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）。三、軟件設(shè)計(jì)分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫數(shù)字調(diào)節(jié)器軟件模塊；3. 編寫A/D轉(zhuǎn)換器處理程序模塊；*4.編寫輸出控制程序模塊；*5.其它程序模塊（數(shù)字濾波、顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。題目3:基于PID控制的淬火爐爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)內(nèi)容淬火是生產(chǎn)過程中的一道關(guān)鍵工序，其溫度控制的精度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。 淬火爐溫度控制通常由多個溫區(qū)。本設(shè)計(jì)針對一個溫區(qū)進(jìn)行溫度控制，要求控制溫 度范圍500-800

6、C,控制精度在土C。溫度探頭選用熱電偶。輸出0-10mA電流信 號通過雙向可控硅控制器控制加熱電阻兩端的電壓，輸入電流輸出電壓線性關(guān)系。 其對象溫控?cái)?shù)學(xué)模型為：G (s)Ke-sTs 1其中：時間常數(shù)放大系數(shù)滯后時間T = 400 秒K = 100 C /mAt10秒控制算法選用PID控制。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3設(shè)熱電偶檢測信號放大和 A/D轉(zhuǎn)換接口電路；4設(shè)計(jì)D/A轉(zhuǎn)換和電流驅(qū)動接口電路；*5.其它

7、相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）三、軟件設(shè)計(jì)分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；編寫A/D轉(zhuǎn)換和溫度檢測子程序；編寫PID控制程序和D/A轉(zhuǎn)換控制子程序模塊；*4.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目4:直流無刷電動機(jī)控制器設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)內(nèi)容直流無刷具備交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，又具備直流 電動機(jī)運(yùn)行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好的諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制等領(lǐng)域應(yīng) 用日益廣泛。無刷電動機(jī)原理可參考張琛編著的“直流無刷電動機(jī)原理及應(yīng)用”機(jī) 械工業(yè)出版社出版。要求設(shè)計(jì)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的直流無刷電動

8、機(jī)PWM控制器，包含主電路以及對應(yīng)的驅(qū)動電路與 CPU的接口，必要的外圍電路等。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3設(shè)計(jì)位置檢測信號接口電路；4. 設(shè)計(jì)PWM驅(qū)動接口電路及主電路；*5.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）三、軟件設(shè)計(jì)分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫位置和轉(zhuǎn)速檢測程序；3. 編寫PWM輸出控制程序模塊；*4.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完

9、整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目5:基于數(shù)字溫度傳感器18B20的多點(diǎn)檢測與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)多點(diǎn)溫度檢測與控制系統(tǒng)，要求使用MAXIM數(shù)字溫度傳感器18B20, 條總線掛接8只18B20。使用單片機(jī)進(jìn)行溫度檢測和控制，單片機(jī)需要擴(kuò)展必要的 鍵盤和顯示電路。通過單片機(jī)的I/O引腳輸出一路PWM控制信號和7路開關(guān)量控 制信號，實(shí)現(xiàn)對8路溫度控制。參考文章：數(shù)字溫度傳感器 DS18B20的原理與應(yīng)用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20的原理與應(yīng)用基于DS18B20的智能溫度測量裝置 nfo.asp?ArticlelD=43022、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)二、通用PID數(shù)字控制

10、器設(shè)計(jì)三、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3. 設(shè)計(jì)18B20接口電路；4. 設(shè)計(jì)PWM驅(qū)動接口電路和開關(guān)控制電路；*5.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）四、軟件設(shè)計(jì)分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫18B20數(shù)字溫度傳感器程序；3. 編寫PWM輸出控制和開關(guān)控制程序模塊；*4.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。五、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目6:小功率步進(jìn)電機(jī)控制器1、設(shè)計(jì)內(nèi)容在工業(yè)控制系統(tǒng)中，

11、尤其是機(jī)械加工行業(yè)，有很多設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)空間位置控制, 這些設(shè)備的控制核心就是實(shí)現(xiàn)對三個方向步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動的步進(jìn)電機(jī)控制器?；竟?能要求：接受來自外部的輸入信號，每個步進(jìn)電機(jī)對應(yīng)的一個旋轉(zhuǎn)方向信號和一路 控制脈沖，三臺步進(jìn)電機(jī)共有六路輸入信號。根據(jù)外部的方向信號和脈沖信號經(jīng)程 序處理后發(fā)出對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖。控制器使用單片機(jī)，要求有必要的外部接 口，如顯示和鍵盤，同時選擇合適的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。步進(jìn)電機(jī)為三相。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設(shè)計(jì)控制信號

12、輸入電路；4. 設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路；5. 設(shè)計(jì)鍵盤、顯示接口電路；*6.設(shè)計(jì)RS232串行通訊通口；*7.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源等）。三、軟件設(shè)計(jì)1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入程序；3. 步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)；4*.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目7:電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)內(nèi)容試設(shè)計(jì)一電加熱爐控制系統(tǒng)，使其能同時對一般家用電爐的溫度進(jìn)行控制。利 用傳感器和變送器檢測出爐內(nèi)的溫度，根據(jù)溫度值與設(shè)定值的差值以及該差值隨時 間的變化率實(shí)施控制。系統(tǒng)的輸出

13、信號經(jīng)過處理后通過觸發(fā)晶閘管調(diào)壓裝置來實(shí)現(xiàn) 對電阻絲兩端的加熱電壓或加熱功率的大小控制。要求系統(tǒng)有數(shù)據(jù)處理、顯示功能 等。控制算法選用最少拍無差系統(tǒng)的算法，被控對象為一階慣性環(huán)節(jié)和一階積分環(huán) 節(jié)的組合，慣性時間常數(shù)為2S，開環(huán)增益k = 10。溫度控制范圍為50150 C2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)二、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計(jì)三、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)cpu ；2設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路；3. 設(shè)計(jì)鍵盤、顯示接口電路4. 設(shè)計(jì)輸入輸出通道；四、軟件設(shè)計(jì)編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫A/D和D/A轉(zhuǎn)換器處理程序模塊；3. 編寫數(shù)字調(diào)節(jié)器程序模塊；五、編寫課程設(shè)計(jì)說明書

14、，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目&步進(jìn)電機(jī)速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)以單片機(jī)為內(nèi)核的小功率步進(jìn)電機(jī)速度控制器。單片機(jī)接受來自RS232的速度控制指令，通過單片機(jī)轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)的走步脈沖，同時對 2只步進(jìn)電機(jī)的 連續(xù)速度控制。要求討論速度與走步脈沖的關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)加速、減速和恒速工作。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 討論加速、減速和恒速工作方式和控制方法；4. 設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路；5. 設(shè)計(jì)鍵盤、顯示接口電路；*6.設(shè)計(jì)

15、RS232串行通訊通口；*7.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源等）。三、軟件設(shè)計(jì)1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入程序；3. 步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)；4*.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目9:運(yùn)用單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)一個8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。結(jié)合單片機(jī)設(shè)計(jì)一個8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。A/D轉(zhuǎn)換器采用查詢方式。把 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示在6為LED顯示器上，顯示方法為靜 態(tài)、軟譯碼方式，且第一位顯示通道號，后 4位顯示采樣值。2、設(shè)計(jì)步驟、總體方

16、案設(shè)計(jì)、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換接口電路；4. 設(shè)計(jì)鍵盤、顯示接口電路；*5.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源等）。三、軟件設(shè)計(jì)1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. A/D轉(zhuǎn)換子程序；3. 其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目10：直流電動機(jī)的脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容掌握直流電動機(jī)調(diào)速方法，掌握脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一個直流 電動機(jī)脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)

17、。要求實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的啟動，加減速，正反轉(zhuǎn)等功能。繪 制直流電機(jī)的驅(qū)動電路，要有光電隔離單元。具有停 /起功能鍵、正/反向控制鍵。2、設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)二、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設(shè)計(jì)PWM接口電路；4. 設(shè)計(jì)鍵盤、顯示接口電路；*5.其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源等）。三、軟件設(shè)計(jì)1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊;2. 脈寬調(diào)速控制轉(zhuǎn)換子程序；3. 其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖課程設(shè)計(jì)說明書要求1. 學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后提交課程設(shè)計(jì)

18、說明書， 要求將前述全部內(nèi)容依先后順序?qū)懗稍O(shè)計(jì)說明書一份，要求文字通暢、字跡工整，文字不少于3000字，A4紙正反面打?。ǔ饷嫱猓?，在左側(cè)裝訂成冊，不超過10頁（除封面外不超過5張紙）， 說明書格式參考青島科技大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)撰寫規(guī)范。2. 論理正確、邏輯性強(qiáng)、文理通顧、層次分明、表達(dá)確切，并提出自己的見解 和觀點(diǎn)。3. 課程設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)及要求如下：1）封面（包括：題目、所在班級、學(xué)號、時間等項(xiàng)）。2）任務(wù)書3）目錄目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁碼，目錄的最后一項(xiàng)是無序號的參考文獻(xiàn)”4）正文正文應(yīng)按目錄中編排的章節(jié)依次撰寫，要求計(jì)算正確，論述清楚，文字簡練通 順，插圖清晰。文中圖、表及公式應(yīng)規(guī)范地繪制和書寫。圖、表等要有編號與說明。 如：圖1-1（在圖下面），表 1-1 （在表上面）。課程設(shè)計(jì)報告中圖請用 Microsoft Visio 2003繪圖軟件繪制。5 ）參考文獻(xiàn)（資料）（格式要符合文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則）。4. 裝訂課程設(shè)計(jì)說明書的裝訂順序?yàn)椋悍饷?、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書